園藝作物生產(chǎn)溫室的設(shè)施配置與環(huán)境調(diào)控技術(shù)

2008/6/1 11:54:55

　　溫室已經(jīng)成為我國園藝作物生產(chǎn)的主要設(shè)施，溫室的種類繁多，性能千差萬別，大面積生產(chǎn)使用的主要是簡(jiǎn)易的拱形溫室和日光溫室，近十多年來引進(jìn)和發(fā)展了部分大型連棟溫室。由于我國設(shè)施栽培的起步較晚，設(shè)施裝備的技術(shù)水平比較低，同時(shí)受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的影響，人們的生產(chǎn)觀念還停留在“讓作物適應(yīng)環(huán)境的初級(jí)階段”，大部分溫室還只是具備一個(gè)“外殼”，缺乏溫室設(shè)施的內(nèi)涵，園藝作物只是生長在比露天相對(duì)“優(yōu)越”的環(huán)境中。
　　我國花卉的溫室栽培產(chǎn)量和品質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與荷蘭、美國、日本等園藝技術(shù)發(fā)達(dá)的國家相比，除了氣候、品種影響因素外，最重要的是我國溫室的設(shè)施配置和綜合環(huán)境因子調(diào)控的智能化、專業(yè)化水平低，沒有為園藝作物創(chuàng)造出持續(xù)穩(wěn)定且優(yōu)越的生長環(huán)境，還缺乏區(qū)域生態(tài)型的溫室栽培專用品種。
　　所以，我們必須加強(qiáng)專用生態(tài)型品種的選育和提高溫室栽培技術(shù)，完善溫室設(shè)施配置和優(yōu)化設(shè)施環(huán)境，努力把我國園藝作物的產(chǎn)量和品質(zhì)提高到一個(gè)新的水平。
　　一、溫室外部結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其環(huán)境調(diào)控
　　1.溫室設(shè)施結(jié)構(gòu)、覆蓋材料與光照強(qiáng)度的關(guān)系
　　溫室采光性的優(yōu)劣取決于溫室布局的走向和坡面角度，采光最好的溫室走向是東西走向，且以單棟的東西向溫室為最好；其次是東西向的連棟溫室和南北向的單棟溫室，而以南北向的連棟溫室的透光性為最差。東西走向的連棟溫室受溫室屋脊和天溝的水平結(jié)構(gòu)影響，會(huì)造成室內(nèi)光照的不均勻性，南北向?qū)⒊霈F(xiàn)明顯的強(qiáng)光帶和弱光帶。相對(duì)來說南北走向的溫室，光的透過率比較均勻，只是南立面山墻處的光透過率到冬季會(huì)顯著提高。
　　根據(jù)我們?cè)诒本?004年12月13日測(cè)定表明：薄膜日光溫室的平均透光率可達(dá)50％至57％；而文洛型的玻璃溫室的同日透光率只有38％至46％，南立面玻璃山墻處的透光率卻高達(dá)70％至76％。中午12：00室外光照為31000勒克斯時(shí)，陽光板連棟溫室的光照度只有7600勒克斯，透光率僅為24.5％。日光溫室（單層高保溫長壽無滴膜）的平均光照強(qiáng)度達(dá)16500勒克斯，透光率為53％。日光溫室的光照強(qiáng)度比陽光板連棟溫室的光照強(qiáng)度要高出一倍多。
　　溫室的覆蓋材料中當(dāng)以玻璃的透光性為最好，單層膜的透光性也很好，雙層中空陽光板和雙層充氣膜溫室的透光性最差。作為園藝作物的生產(chǎn)使用，中空陽光板和雙層充氣膜都不宜采用。實(shí)踐證明，這兩種覆蓋材料的溫室不僅由于光的折射損失很高，而且由于使用過程中水蒸氣和灰塵進(jìn)入夾層不易排除而使透光率迅速下降，到了冬季，室內(nèi)光照即使在晴天中午，也達(dá)不到作物正常的光照需求。
　　根據(jù)我們2004年12月13日在北京多點(diǎn)測(cè)定的結(jié)果是：中空陽光板連棟溫室（當(dāng)年8月建成）的日平均透光率為24.5％至40％；雙層充氣膜連棟溫室的平均透光率為28.2％至32.1％；文洛型玻璃溫室的平均透光率為38.1％至46.2％。測(cè)定發(fā)現(xiàn)，南北向連棟溫室的一天當(dāng)中，越到中午光的透過率越低，上午10：00前和下午2：00后透光率逐漸升高，但光照強(qiáng)度還是以中午時(shí)為最高，這與此時(shí)室外的光照強(qiáng)度也為一天中的最高有關(guān)。
　　此外，玻璃和普通塑膜溫室，覆蓋材料對(duì)紫外線的吸收率較高，使溫室內(nèi)的紫外線處于較低水平。適量的紫外線有利于花卉轉(zhuǎn)色和色彩更艷麗，對(duì)花卉的病害也有很好的預(yù)防效果。中空陽光板和雙層充氣膜只適宜于耐陰花卉和觀葉植物的栽培養(yǎng)護(hù)。
　　2.溫室夏季遮陽降溫和冬季覆蓋保溫的調(diào)控原則
　　我國大部分地區(qū)屬于典型的大陸性氣候，每年夏天的6至8月和冬天的12月至次年2月，溫、濕度差距很大，給溫室運(yùn)行帶來一定難度。幾乎每年只有3至5月和9至11月這六個(gè)月是最佳生產(chǎn)季節(jié)，此時(shí)光照、溫度、濕度、溫差都比較適合作物的生長和開花結(jié)果。光照強(qiáng)度不僅直接影響植物的光合速率，同時(shí)也間接影響室內(nèi)的溫、濕度變化。對(duì)于我國大部分溫室來說，都不具備降溫和加溫條件，仍依靠自然的溫度、光照條件的恩賜。夏天當(dāng)自然光照超過60000勒克斯時(shí)，室內(nèi)光照也將達(dá)到40000勒克斯以上，溫度很容易升高。冬季自然光照低于30000勒克斯時(shí)，溫室內(nèi)光照也往往低于20000勒克斯，此時(shí)由于太陽入射角度低，日照時(shí)間短，室內(nèi)溫度的提高就很困難。
　　雖然大型連棟溫室已經(jīng)配置了降溫和加溫措施，但大多數(shù)生產(chǎn)者都比較關(guān)注室內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)，容易忽視光照和濕度的協(xié)調(diào)控制。應(yīng)該考慮到：遮陽降溫對(duì)光照的損失是否已影響作物最大光合效率的發(fā)揮、風(fēng)機(jī)和濕簾強(qiáng)制通風(fēng)對(duì)溫度和濕度的變化是否已危及作物正常的生理活動(dòng)、遮陽設(shè)施的水平布放和收束后是否已造成光照的損失、冬季溫室保溫的覆蓋物晚揭早蓋是否已造成作物的“光饑餓”等等問題。
　�。�1）遮陽降溫的調(diào)控原則溫室的遮陽設(shè)施不能作為降溫措施的首要選擇，啟動(dòng)遮陽降溫對(duì)于種植喜陽花卉來說，應(yīng)該是最后考慮的措施；對(duì)于一些喜陰花卉和觀葉植物的來說，則可首先啟動(dòng)，但都必須以滿足植物對(duì)光照的最高（光飽和點(diǎn)以內(nèi)）需求為調(diào)控原則。大多數(shù)花卉對(duì)光照和光質(zhì)要求較高，必須根據(jù)不同的品種設(shè)定最佳的光照管理指標(biāo)，并實(shí)行智能化控制。盡管夏季溫度偏高，但必須在早晚的合適時(shí)間段給予良好的透光條件，不能長時(shí)間依賴遮陽降溫。同時(shí)，光照、溫度和濕度的調(diào)控管理應(yīng)該是同步的，不能忽略任何一個(gè)環(huán)境因子的協(xié)同作用。
　　（2）覆蓋保溫的調(diào)控原則溫室的冬季保溫措施對(duì)溫室的光照損失不能忽視，如日光溫室草苫的揭和蓋、連棟溫室的內(nèi)遮陽和雙層保溫設(shè)施的開與閉的掌握，我們認(rèn)為都應(yīng)該要以滿足光照為首要目標(biāo)。溫度適宜并不能使園藝植物生長最好，滿足一定的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間才能使植物生長更好，光照是植物最重要的能量來源。所以，盡管冬季雨雪天氣多，溫度很低，但光照更加稀缺，更應(yīng)該設(shè)法增加光照強(qiáng)度和延長光照時(shí)間，植物只有積累更多的光合產(chǎn)物才能提高抗逆能力。一天中光照時(shí)數(shù)不能少于5小時(shí)，光照強(qiáng)度不能低于植物的光補(bǔ)償點(diǎn)，對(duì)正處于孕蕾開花階段的花卉來說，溫室內(nèi)一天的平均光照強(qiáng)度不能低于5000勒克斯，普通觀葉植物光照強(qiáng)度不能低于4000勒克斯。當(dāng)然，在確保作物光照需求的同時(shí)，不能忽略低溫對(duì)植物的傷害。
　　二、完善溫室配置，提高環(huán)境綜合調(diào)控能力
　　1.溫室光照調(diào)控及其設(shè)施配置
　　（1）遮光設(shè)施的配置和調(diào)控同一花卉品種在溫室栽培與露天栽培相比，植株形態(tài)和生理會(huì)發(fā)生很大變化，溫室栽培的生長速度比露天栽培的快，生長量比露天栽培的高，但抵御不良環(huán)境的能力變得弱。強(qiáng)光、高溫、干燥和低溫、弱光均會(huì)嚴(yán)重影響作物的生長和產(chǎn)品的形成。因此，要避免夏季的強(qiáng)光高溫的危害，從遮陽降溫的設(shè)置來說以外遮陽的降溫效果最好，內(nèi)遮陽更多的是用于夜間保溫，防止紅外輻射散熱。
　　無論溫室用于生產(chǎn)什么園藝作物，都應(yīng)考慮外遮陽的設(shè)置，必須根據(jù)品種的喜光與否來選用不同遮陽率的遮陽網(wǎng)，同時(shí)要考慮溫室本身的最大透光率，也就是當(dāng)遮陽網(wǎng)全面覆蓋后，夏季最強(qiáng)光照時(shí)室內(nèi)光照應(yīng)接近于作物的光飽和點(diǎn)，要以滿足作物最高光照需求為前提來決定每天的遮陽網(wǎng)的覆蓋率和開閉時(shí)間。
　　但值得注意的是文洛型溫室的透光率，夏季上午9：00前和下午3：00后的透光率會(huì)更好，此時(shí)光的入射角度為最大，到中午時(shí)角度反而變小，光反射會(huì)增多。大型溫室遮陽網(wǎng)的啟動(dòng)和光照調(diào)節(jié)應(yīng)以智能化控制為好，以確保溫室內(nèi)最佳光照條件。
　　對(duì)于栽培短日照花卉品種，有時(shí)必須采取縮短光照時(shí)間的措施來調(diào)節(jié)花期，實(shí)行全遮光，把一天中的黑暗時(shí)間延長，才能達(dá)到調(diào)節(jié)花期的目的。
　�。�2）高強(qiáng)度補(bǔ)光設(shè)施的配置和調(diào)控
　　到了冬季，短日照、弱光和低溫就成為影響花卉作物生長開花的主要因素。日光溫室的光照強(qiáng)度要比連棟溫室的光照強(qiáng)度高50％以上，這對(duì)于溫室的冬季生產(chǎn)就顯得非常重要。只是為了覆蓋保溫，日光溫室的日照時(shí)數(shù)已減少到6至8小時(shí)/天，連棟溫室雖然光照時(shí)數(shù)能達(dá)9至10小時(shí)/天，但光照強(qiáng)度和光質(zhì)又遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到花卉正常生長的需要，尤其是中空陽光板和雙層充氣膜溫室的光照強(qiáng)度更低，在冬季難以生產(chǎn)出高品質(zhì)的花卉產(chǎn)品。溫室補(bǔ)光設(shè)施的設(shè)置和起用可以緩解冬季和早春光照不足的問題，也可用于延長光照時(shí)間來使用。冬季補(bǔ)光為了節(jié)省能源，達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目的，一般以滿足白天上午7：00至12：00的光照為主，如遇長期雨、雪天氣則應(yīng)考慮全天（從早晨6：00到晚上8：00）補(bǔ)光，長期光照不足會(huì)引起花芽退化和花蕾發(fā)育不全，也會(huì)引起葉片黃化脫落，進(jìn)而引起植株衰弱。補(bǔ)光主要采用400至500瓦的生物效應(yīng)燈（鏑燈）或高壓鈉燈，能在陰天把光照強(qiáng)度提高到4000勒克斯左右，而以鏑燈的效果為最好。創(chuàng)造可控的光照環(huán)境是實(shí)現(xiàn)溫室園藝作物持續(xù)高效生產(chǎn)的重要保證。
　�。�3）反射補(bǔ)光、低強(qiáng)度補(bǔ)光在日光溫室的北墻或花卉作物的行間鋪設(shè)反光膜可明顯改善室內(nèi)的光照均勻度，避免出現(xiàn)弱光帶。在設(shè)置反光膜時(shí)，要注意維護(hù)膜面的潔凈，沉積灰塵后反光效果會(huì)急劇下降。
　　低強(qiáng)度補(bǔ)光是針對(duì)一些品種的光周期發(fā)育的需要而采取的補(bǔ)光措施，如為了避免冬季短日照品種的開花，保持良好的營養(yǎng)生長，只需低強(qiáng)度的光照（40至100勒克斯）來補(bǔ)光，延長光照時(shí)間即可。
　　2.溫室的溫度調(diào)控及其設(shè)施配置
　　（1）降溫設(shè)施的配置和使用溫室的降溫設(shè)施，除了頂窗、側(cè)窗的自然通風(fēng)降溫以外，還有風(fēng)機(jī)強(qiáng)制排風(fēng)降溫和配套水簾或噴霧的物理降溫措施以及遮陽降溫等。一般高緯度地區(qū)氣溫低，設(shè)置有頂、側(cè)窗自然通風(fēng)即可；中、低緯度大陸性氣候明顯的地區(qū)，以上措施都應(yīng)結(jié)合使用；空氣潮濕的海洋性氣候地區(qū)，可以不設(shè)水簾和噴霧降溫設(shè)施。降溫設(shè)施的運(yùn)行要以滿足光照為前提，以作物正常生長所需的適宜溫度為基準(zhǔn)，實(shí)行同步協(xié)調(diào)控制。
　　強(qiáng)制排風(fēng)和水簾降溫系統(tǒng)一般要在夏秋季節(jié)，當(dāng)室內(nèi)溫度通過自然通風(fēng)已無法降到植物正常生長的需要時(shí)開始起用。由于溫室作物葉片普遍偏大、偏薄（高濕和光照偏弱造成），根系生長又不如露天環(huán)境發(fā)達(dá)，因此，溫室作物更不耐環(huán)境的急劇變化。如一些葉片寬大的草本花卉，遇連續(xù)陰天后突然轉(zhuǎn)晴會(huì)出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，這是由于陰天過后轉(zhuǎn)晴，溫室內(nèi)溫度急劇升高，根部溫度回升較慢，根系吸收能力較差，水分供應(yīng)不上引起的。如果突然啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和水簾降溫設(shè)施，更會(huì)迅速改變溫室的溫、濕度環(huán)境，使作物一時(shí)適應(yīng)不過來而受更大傷害。
　　根據(jù)觀察：干燥季節(jié)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)降溫5分鐘后，室內(nèi)溫度即可下降5℃至8℃，濕度下降30％至60％，同時(shí)啟用水簾則溫度下降更快，濕度下降幅度則相對(duì)減緩。溫、濕度急劇變化對(duì)溫室園藝作物的急性傷害是脫水萎蔫，隱性傷害是易形成畸形產(chǎn)品。
　�。�2）加溫設(shè)施的配置和使用溫室生產(chǎn)到了每年12月至次年2月份，這三個(gè)月是一年中溫、光條件最差的時(shí)間段，為了確保溫室作物的正常生產(chǎn)，必須考慮增設(shè)加溫設(shè)施，即便是日光溫室也要考慮短時(shí)的加溫，以防止長期雨雪天氣過后降溫并突然轉(zhuǎn)晴對(duì)作物的凍害。雖然這種情況并不多見，但有備無患。加溫設(shè)施可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臉O端低溫和溫室的保溫能力來選定，以保證在極端低溫來臨時(shí)溫室作物不受凍害為準(zhǔn)。正常低溫季節(jié)可根據(jù)經(jīng)濟(jì)承受能力和當(dāng)時(shí)產(chǎn)品的市場(chǎng)情況來決定是否有必要進(jìn)行加溫生產(chǎn)。
　　地溫對(duì)于溫室作物的生理作用往往容易被人們所忽視，氣溫高低是人可以直接感受到的，而地溫的高低不易被察覺。地溫高低直接關(guān)系到作物根系的生長和生理活性。受“熱升冷降”原理的影響，溫室內(nèi)的熱空氣懸浮于上面，冷空氣沉降于下面，且由于陽光被溫室覆蓋材料及作物莖葉所截留，到達(dá)地面的太陽輻射已很微弱，已起不到為地面輻射升溫的作用。
　　據(jù)測(cè)定：夏天日光溫室的地面在沒有植物和任何遮蓋物時(shí)，地表溫度可高達(dá)57℃至63℃，覆蓋60％黑色遮陽網(wǎng)的地表溫度也在36℃至40℃之間，而在生長茂盛的作物行間地表溫度只有30℃至34℃。所以在夏天定植作物時(shí)往往地溫太高，容易造成高溫傷苗和誘發(fā)病毒病發(fā)生。冬天植株生長茂盛的溫室地表溫度偏低，而剛定植的小苗階段地表溫度相對(duì)較高，早晨加蓋地膜比不蓋地膜的地表溫度可高出2℃至3℃。根據(jù)我們測(cè)定：即使具有空氣加溫的溫室，白天室內(nèi)溫度可達(dá)到20℃至28℃，夜間為13℃至16℃，而地表10至15厘米處的地溫只有13℃至15℃，這對(duì)于大多數(shù)園藝植物來說都是不適宜的，園藝作物根系生長和吸收養(yǎng)分的最佳溫度應(yīng)該是在16℃至25℃之間。所以，冬天必需考慮根部的加溫和保溫，夏天則應(yīng)采取降溫措施，以創(chuàng)造最佳的地溫環(huán)境。根據(jù)有關(guān)資料顯示，冬季溫室栽培提高地溫比提高氣溫更經(jīng)濟(jì)有效。
　　3.溫室濕度調(diào)控及其設(shè)施配置
　　通常情況下，溫室的濕度是偏高的，特別是冬季和雨季（東南沿海地區(qū)4至6月的“梅雨”季節(jié)、華北地區(qū)的8月份“桑拿”天氣），當(dāng)相對(duì)濕度超過85％時(shí)，對(duì)園藝作物生長不利，一方面容易抑制作物的正常蒸騰和誘發(fā)真菌病害；另一方面易引起溫室結(jié)露，降低溫室的透光率。但在北方的春、夏季節(jié)和南方的夏、秋季節(jié)，則會(huì)出現(xiàn)相對(duì)濕度偏低的問題，溫室內(nèi)的相對(duì)濕度有時(shí)低于30％，對(duì)花卉作物的正常生長造成障礙。
　　溫室的排濕可借助于通風(fēng)設(shè)施或通過升溫來達(dá)到降低濕度的目的，還可以采用無土栽培的方法和地面覆蓋來減少室內(nèi)濕度。對(duì)于我國大部分地區(qū)來說，季節(jié)性的濕度過低（華北、西北地區(qū)的3至5月）是常有的現(xiàn)象，空氣濕度過低易誘發(fā)病毒病和白粉病，并引起花瓣卷曲和花瓣邊緣失水干枯。所以，溫室內(nèi)也必須增設(shè)微噴加濕設(shè)施，根據(jù)不同品種對(duì)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，把溫室內(nèi)的空氣相對(duì)濕度白天控制在60％至85％之間，夜間控制在50％至70％之間，才能有利于多數(shù)花卉作物的正常生長。
　�。ū景鎴D片由崢嶸提供）

　　花卉品質(zhì)的好壞取決于溫室的設(shè)施配置

　　擁有先進(jìn)設(shè)施配置的現(xiàn)代化溫室

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